В 1860 году соотечественник Фарадея Гревилл Вильяме установил, что фарадеин представляет собой химическое соединение с формулой C5 H8 . И назвал его изопреном. А в каучине оказалось 10 атомов углерода и 16 атомов водорода. Это пишется так: C10 H16 .
С каждым годом каучук привлекает к себе новых ученых. Но все же дело движется медленно. Настолько медленно, что сын, решивший пойти по стопам отца, начинает с того, чем отец занимался 40 лет назад. Я имею в виду Гюстава Бушарда, сына Аполлинера Бушарда. Правда, Гюставу, унаследовавшему от родителя любовь к химии, удалось сделать в этой науке гораздо больше.
Для начала он в 1875 году повторил работу Вильямса и подтвердил его результаты. Он также пришел к выводу, что формула изопрена — C5 H8 . Однако ни он, ни Вильямс ничего не сказали о его пространственном строении. Ведь 5 атомов углерода могут соединиться между собой различными способами, и от того, как это сделано, зависят свойства вещества.
Первым, кто высказал правильное предположение на сей счет, был член Лондонского королевского общества профессор химии У. Тильден. Он опубликовал в научном журнале статью, где привел структурную формулу изопрена в таком виде:
Правда, никаких доказательств в пользу своего предположения он не привел. А в науке никто никому на слово не верит. Хочешь, чтобы тебя сочли правым, докажи экспериментально и опиши этот эксперимент, чтобы каждый мог повторить его и убедиться в твоей правоте.
Поэтому структура изопрена была признана доказанной только после работ русских химиков — профессора И.Л. Кондакова и академика В.И. Ипатьева.
Чтобы доказать, что изопрен построен именно так, а не иначе, они его синтезировали из исходных веществ. Ученые синтезировали изопрен из таких веществ и таким путем синтеза, что в результате должно было образоваться химическое соединение лишь одного возможного строения. И когда полученное соединение сравнили с изопреном, добытым из каучука, они оказались совершенно похожими — как близнецы. Сомнений больше не было: каучук построен из изопрена.
Но вот только каким образом? Просто из самого изопрена? Вряд ли. Ведь если взять изопрен, налить его в колбу, то сколько бы он ни стоял, он же не превратится в каучук, он останется жидкостью. Так? Считали, что так. До того дня, когда изопрен вдруг взял да и превратился в каучук. Как Царевна-лягушка в Василису Прекрасную.
Глава седьмая. Чудес на свете не бывает
В 1879 году французский ученый Гюстав Бушарда получил первый в мире синтетический каучук.
Всякого рода превращения веществ — это из области химии. А превращения людей и зверей — это из области сказок.
В очень многих сказках герои только и делают, что меняют свой облик. Иванушка превращается в козленка, лебедь — в царевну, царевна — в лягушку, царевич — во всякого рода насекомых и т. д. Откройте любой сборник сказок, и вы увидите, что на его страницах превращений ничуть не меньше, чем в учебнике химии.
Я далек от мысли убеждать вас в том, что придумщики сказок были знакомы с химией и идею взаимных превращений своих героев черпали в ее недрах. Но все же и в том и в другом случае можно увидеть одну общую черту.
Помните, как у Пушкина в “Сказке о царе Салтане” осуществляется превращение лебедя (не смущайтесь, он женского рода):
Тут она, взмахнув крылами,
Полетела над волнами
И на берег с высоты
Опустилася в кусты,
Встрепенулась, отряхнулась,
И царевной обернулась…
Превращения князя Гвидона в комара идет несколько иначе:
“Будь же, князь, ты комаром”.
И крылами замахала,
Воду с шумом расплескала
И обрызгала его
С головы до ног — всего.
Тут он в точку уменьшился,
Комаром оборотился…
То есть герои, как правило, вступают на опасную дорогу превращений с чьей-нибудь помощью. Или их окатывают водой, или прикасаются к ним палочкой, или они выпивают какое-нибудь зелье. Или, наконец, если о них некому позаботиться, они переходят на самообслуживание: падают с неба камнем вниз на грешную землю, и в момент удара происходит желаемое таинство.
Иными словами, превращение никогда не происходит беспричинно.
А теперь вспомните уроки химии. Тот же самый принцип: превращение, веществ никогда не происходит беспричинно; для того чтобы это случилось, необходимо какое-то воздействие — либо другого вещества, либо температуры, либо давления и т. д.
Все эти сложные построения проделаны мной лишь с одной целью — доказать, что сравнение, каким я кончил предыдущую главу, вовсе не так уж необоснованно.
Ну, а если попутно вам еще подумалось, что в природе вообще, очевидно, царит принцип причинности явлений и что он настолько очевиден, что даже фантазеры-сказочники, придумывая невероятные ситуации, все-таки не решаются на глазах у читателя превратить одно существо в другое, ни тайно, ни явно не прикасаясь к нему, так вот если такая мысль вам придет попутно в голову, я возражать не стану.
А теперь вернемся к изопрену, который мы покинули в тот момент, когда он совершенно неожиданно для всех взял да и превратился в каучук.
В первый раз это произошло в 1860 году, в лаборатории Гревилла Вильямса. Жидкий изопрен после некоторого времени пребывания на воздухе стал загустевать. Вильямс решил, что это случайное явление, и не стал его исследовать более подробно. Однако, поразмыслив над происшедшим, он увидел в нем некий намек, какой пожелала сделать ему природа. Намек на то, что каучук образуется полимеризацией изопрена.
Удивительно, почему Вильямс не попытался тут же проверить свою догадку, почему он оставил другому ученому искать ее подтверждение и пожинать лавры первооткрывателя. Собственно, ему не надо было ничего придумывать, следовало только взять да и повторить этот опыт, который получился у него случайно. Но, очевидно, это неправильный путь — упрекать ученого за то, чего он не сделал. Это нам кажется, что он остановился на полдороге, а ему, быть может, представлялось, что он в тупике и дальше дороги нет. Во всяком случае, то, что он сделал, он сделал до конца. Свою догадку он опубликовал в 1860 году в журнале химического общества. И вполне вероятно даже, что если бы он получил экспериментальное подтверждение выдвинутой гипотезы, это вовсе не означало бы ее мгновенного признания.
В то время роль полимеров в химии и в природе была совсем не столь ясна, как нам теперь. Можно даже утверждать, что она вообще еще не была ясна. Само понятие о полимерах появилось всего в 1830 году, за тридцать лет до этого. Его ввел в употребление великий шведский химик Якоб Берцелиус. Однако новое представление с большим трудом пробивало себе дорогу. Больше ста лет понадобилось химикам, чтобы увидеть во всем величии мир полимеров. Это мы, просвещенные газетами, журналами, радио, телевидением, кино, книгами, учебниками, разбираемся в тонкостях полимерной химии не хуже, чем в тонкостях баскетбола. Это мы деловито ощупываем в магазине “Синтетика” материалы и прикидываем, что нам больше подойдет — капрон или лавсан. Это сегодня каждый школьник скажет, что полимер — это цепь, построенная из отдельных звеньев, и ничего сложного здесь нет, и все ясно как день. А в XIX веке такие рассуждения показались бы заумными даже самым лучшим химикам. Они не знали еще не только синтетических полимерных материалов, но даже и природные, такие, как каучук и целлюлоза, оставались для них сущей загадкой.
Конечно, случай, происшедший в лаборатории Вильямса, мог бы стать одним из первых лучей света, прорезавших мрак неизвестности, если уж выражаться высоким штилем, но… прояснения не наступило.
И не наступит еще девятнадцать лет.
И в этом нет, пожалуй, ничего удивительного. В истории науки можно найти очень мало случаев, когда новая идея или новый факт принимались бы сразу же, как говорят спортсмены, — с первой попытки.
Лишь через девятнадцать лет к трубке с изопреном подошел еще один ученый. И наблюдал он то же самое, что видел Вильямс. Но ему увиденное уже не показалось случайным. Во-первых, когда какое-то явление происходит дважды в разных обстоятельствах, то это уже наводит на мысль о некоторой закономерности происходящего. Во-вторых, за девятнадцать лет опыт и размышления значительно приблизили ученых к мысли, которая вначале казалась далекой и неясной. А в-третьих, ученый, который наблюдал это явление, не натолкнулся на него случайно — он искал его, он шел ему навстречу.
В прошлой главе я уже познакомил вас с Гюставом Бушарда. Представляя его как сына Аполлинера Бушарда, если вы помните, я позволил себе обронить мимоходом, что сын, пойдя по стопам отца, пойдет значительно дальше его. Теперь настало время расшифровать эту бездоказательную реплику.
Примерно в середине 70‑х годов прошлого века Гюстав Бушарда решает проверить догадку Вильямса. Но он несколько меняет условия опыта. Ему некогда ждать, пока изопрен соберется загустеть. Он решает подстегнуть его, подогнать. Нагреть, иными словами.
